python经典百题之数组元素换位

题目: 有 n 个整数，使其前面各数顺序向后移 m 个位置，最后m个数变成最前面的 m 个数

程序分析

我们需要将数组中的前面 n - m 个数顺序向后移动 m 个位置，同时将最后 m 个数移动到数组的前面。这可以通过三步操作来实现：

1. 将前面 n - m 个数逆序。
2. 将后面 m 个数逆序。
3. 将整个数组逆序。

方法一：逆序操作

解题思路：

1. 将前面 n - m 个数逆序。
2. 将后面 m 个数逆序。
3. 将整个数组逆序。

代码：

def rotate_array(arr, n, m):
    if not arr or n <= 0 or m < 0 or m >= n:
        return arr

    # Reverse the first n - m elements
    arr[:n - m] = arr[:n - m][::-1]
    # Reverse the last m elements
    arr[n - m:] = arr[n - m:][::-1]
    # Reverse the entire array
    arr.reverse()

    return arr


# Test the function
arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
n = 7
m = 3
print("Original array:", arr)
result = rotate_array(arr, n, m)
print("Array after rotation:", result)

优点：

• 实现简单，只需要逆序数组多次。

缺点：

• 需要逆序数组多次，可能不是最优解。

方法二：切片操作

解题思路：

1. 利用切片将数组分成前面 n - m 个元素和后面 m 个元素。
2. 将两部分数组交换位置。

代码：

def rotate_array(arr, n, m):
    if not arr or n <= 0 or m < 0 or m >= n:
        return arr

    arr[:n - m], arr[n - m:] = arr[m:], arr[:n - m]

    return arr


# Test the function
arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
n = 7
m = 3
print("Original array:", arr)
result = rotate_array(arr, n, m)
print("Array after rotation:", result)

优点：

• 利用切片操作实现，简洁直观。

缺点：

• 需要多次切片操作，可能不是最优解。

方法三：数组拼接

解题思路：

1. 将前面 n - m 个数和后面 m 个数分别取出。
2. 将后面 m 个数和前面 n - m 个数拼接成新数组。

代码：

def rotate_array(arr, n, m):
    if not arr or n <= 0 or m < 0 or m >= n:
        return arr

    rotated_arr = arr[m:] + arr[:m]

    return rotated_arr


# Test the function
arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
n = 7
m = 3
print("Original array:", arr)
result = rotate_array(arr, n, m)
print("Array after rotation:", result)

优点：

• 使用数组拼接实现，简洁直观。

缺点：

• 需要多次拼接数组，可能不是最优解。

总结与推荐

• 推荐方法： 方法一，逆序操作。虽然需要逆序数组多次，但实现简单易懂。
• 次选方法： 方法二，切片操作。利用切片实现，简洁直观。
• 备选方法： 方法三，数组拼接。使用数组拼接实现，也能得到正确结果，但可能不是最优解。

综上所述，推荐使用逆序操作（方法一）实现数组中的向后移动和交换。